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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ladeschaltung für Differenzierglied


Autor: Torsten B. (torty)
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Hallo

Ich habe im Elektor 6/2007 die angehängte Schaltung gefunden.
Sie ist Teil eines Telemetriesystems für ferngesteuerte Modellflugzeuge, 
das die Vertikalgeschwindigkeit anhand der Luftdruckänderung misst und 
dem Piloten als akustisches Signal übergibt.
Für Flieger: ein E-Vario !

In der Beschreibung der Schaltung (stimmt mit der Praxis überein) ist 
beschrieben, dass das Differenzierglied (C4/R2) aufgrund der großen 
Kapazität von C4 ca. 20-30 Minuten braucht, um sich nach dem ersten 
Einschalten aufzuladen,einzuschwingen oder wie auch immer.

Das ist natürlich für die Praxis sehr umständlich.
Meine Frage ist nun, auf welche Spannung sich C4 aufladen muss, bevor 
die Schaltung einsatzbereit ist.
Könnt Ihr Euch eine Schaltungsergänzung vorstellen, die diesen Vorgang 
beschleunigt ?

Danke für Eure Hilfe
Torsten

Autor: jjjl (Gast)
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Das wird die Differenz aus der Spannung am Ausgang des OPV und der 
Ausgangsspannung des Sensors sein.

Gast

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Torsten B. schrieb:
> In der Beschreibung der Schaltung (stimmt mit der Praxis überein) ist
> beschrieben, dass das Differenzierglied (C4/R2) aufgrund der großen
> Kapazität von C4 ca. 20-30 Minuten braucht, um sich nach dem ersten
> Einschalten aufzuladen,einzuschwingen oder wie auch immer.

C4(68uF) * R2(100K) = 6.8 Sek.

Wie man da auf 30 Minuten kommt ist mit schleierhaft. Auch ist ein Elko 
fuer sowas unbrauchbar aufgrund der hohen Leckstroeme. Es kann sein das 
zuerst beim einschalten ein Formatierungsprozess im Elko stattfindet und 
es deshalb so lange dauert.

Man koennte einen guten Folienkondensator hier einsetzen und den R2 
entsprechend hochohmiger auswaehlen.

Du hast doch einen Prozessor im System, warum nimmst du denn nicht um 
die Differnzierung per Software zu machen ?


Gruss Helmi

Autor: Torsten B. (torty)
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Helmi

Du wirst lachen, aber darüber habe ich tatsächlich schon nachgedacht.
Muss dann nur mit einem Subtrahierverstärker den 2,5V Offset abziehen, 
sonst reicht meine Auflösung nicht. Ich muss 50uV auflösen.

Hatte gehoft, dass jemand eine Idee hat, wie man den Analogteil pimpen 
könnte.Dann eben Software.
Bin auch noch nicht sicher, welche Version stromsparender ist. Der 
AnalogDiff braucht Strom, der DigitalDiff braucht Takt = Strom.

Wenn ncoh jemand eine Idee zu der Schaltung oben hat... Gerne.


Danke

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Torsten B. schrieb:
> Du wirst lachen, aber darüber habe ich tatsächlich schon nachgedacht.
> Muss dann nur mit einem Subtrahierverstärker den 2,5V Offset abziehen,
> sonst reicht meine Auflösung nicht. Ich muss 50uV auflösen.

Du kannst ja die 2.5V Offset mit einem PWM Kanal erzeugen. Dann stellt 
du die PWM so ein das dein ADC dir 2.5V am Eingang anzeigt. Damit ist 
die Schaltun erstmal auf 0 abgeglichen. Die PWM betreibst du mit 16 Bit.
Aendert sich jetzt der Luftdruck wird dir der ADC einen anderen Wert als 
0 anzeigen. Jetzt kannst du den wieder per Software ueber die PWM auf 
ADC Mitte korrigieren. Dein eingentlicher Messwert ist jetzt die 
Einstellung der PWM und eventuell noch der Wert des ADC. Somit wuerdes 
du eine hoehere Aufloesung als die des ADC bekommen. Wohlgemerkt 
Aufloesung nicht Genauigkeit.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Torsten B. schrieb:
> In der Beschreibung der Schaltung (stimmt mit der Praxis überein) ist
> beschrieben, dass das Differenzierglied (C4/R2) aufgrund der großen
> Kapazität von C4 ca. 20-30 Minuten braucht, um sich nach dem ersten
> Einschalten aufzuladen,einzuschwingen oder wie auch immer.

Falls es tatsächlich 30 Minuten und nicht Sekunden sind, gibt es neben
Helmuts Erklärung noch die Möglichkeit einer Temperaturdrift, weil sich
in der Nähe des Drucksensors oder eines anderen temperaturempfindlichen
Bauteils eine Wärmequelle (Spannungsregler, Akku, Motor ...) befindet.

Solche Temperaturgeschichten haben oft recht große Zeitkonstanten. Ich
hatte einmal einen (zwar teuren, aber trotzdem schlechten) Gyro, den
musste man schon wegen seiner eigenen Erwärmung stundenlang warmlaufen
lassen, bis das Ausgangssignal keinen monotonen Anstieg mehr zeigte.

Um das RC-Glied als Ursache endgültig auszuschließen, kannst du
Folgendes testen: Du wartest nach dem Einschalten die 30 Minuten, bis
sich alles stabilisiert hat. Dann schließt du (in eingeschaltetem
Zustand) C4 kurz,so dass er sich wieder in entladenem Zustand wie vor
dem Einschalten befindet. Nach dem Entfernen des Kurzschlusses schaust
du, wie lange es dauert, bis das Ausgangssignal wieder konstant ist.

Du kannst auch die Temperaturempfindlichkeit testen, indem du einen
(nicht zu heißen ;-)) Fön in die Nähe des Sensors, des OpAmps, des
Mikrocontrollers oder anderer verdächtiger Komponenten hältst und dir
dabei das Ausgangssignal anschaust.

PS: Gibt es eigentlich keine empfindlicheren Drucksensoren? Der, den du
einsetzt, scheint ja für bis zu 9000m Flughöhe gut zu sein, was für
Modellflugzeuge ja ziemlich viel ist. Ich könnte mir vorstellen, dass
ein Drucksensor, wie er in billigen Wetterstationen enthalten ist
mindestens so gut funktionieren würde. Ich kenne die Teile aber nicht,
vielleicht werden die auch nur mit externer Verstärkung empfindlich
gemacht.

Autor: Anja (Gast)
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Torsten B. schrieb:
> sonst reicht meine Auflösung nicht. Ich muss 50uV auflösen.

Hallo,

Warum schmeißt Du dann die ganze Analog-Aufbereitung nicht weg und 
digitalisierst direkt mit einem 24-Bit A/D-Wandler wie z.B. LTC2400.

Vorausgesetzt der Drucksensor rauscht nicht sind mit einer rauscharmen 
Versorgung locker 20uV Auflösung drin. Mit etwas dititaler Filterung 
ließe sich noch etwas holen.

Gruß Anja

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